挖掘机液压系统构造之主控制阀ppt2026-07-21 16:08:15
液压系统构造之主控制阀 1）结构与特性 集成和紧密设计的主控制阀： -通过并联回路所有功能同时工作 -通过旋转优先阀得到稳定与快速旋转 -直线行走功能 -一个附加阀用于特种附加装置 如：抓斗、破碎锤等。 -整体铸造，减少了漏油现象 -铸造阀体防止因振动与受热变形而发生的故障 规格 1）、外观 2）、技术数据 主控制阀的基本功能 1）分配器（选择阀） 在中间位置，弹簧使阀杆处在中间位置： *高压供油道被阀杆关闭 *油泵出来的油流经 中央旁通油道回油箱。 工作原理 负荷单向阀（止回阀） 工作装置的工作原理:动臂举升 在中间位置： --泵油回到油箱 --油路压力是1.5Bar --动臂阀杆保持不动，因阀杆处在中间关闭位置 --如图， 工作装置重量 压力PA= 活塞面积 例）活塞面积=100cm2，工作装置重10000kg 压力PA=10000/100=100kg/cm2 --回油压=1.5 kg/cm2 --压力PS=1.5 kg/cm2+油路阻力≒ 40 kg/cm2 工作装置的工作原理:动臂举升 在工作位置:--负荷单向阀C2直到油压升高超过PA压力时才开启。 --当PB压力超过100kg/cm2时,泵压PB推开单向阀C2向油缸供油。 --动臂油缸被超过100kg/cm2的PB压力向上举升。 负荷单向阀的故障排除 故障1：当操纵手柄稍微移向升举位置时，油缸落下。手柄移动更大时，油缸举升。 原因：单向阀C2泄露，使得油缸PA的压力油因压力差而流向油泵一侧。 解决办法：更换此单向阀，如果单向阀阀座坏了，修理或更换阀体。 溢流阀 ①主溢流阀：安装在直行阀集成块上，控制油缸和马达工作压力，在工 作期间保证部件在超负荷时的安全。 ②油口溢流阀：安装在液压缸端口和低压通道之间，支持负荷时的安 全装置，当机械不工作时，防止液压部件在受到意外冲击时带来损坏， 并防止油缸或马达因自重工作而引起的气穴现象。 1）主溢流阀的工作原理 A ）主溢流压力 主溢流阀安装在泵口侧（1）和低压通道（2）之间。液压油从泵左侧口流 经提升阀（a）的孔（3）进入油室（4），由于d1d2，提升阀（a）牢固 不动。 当压力升高到弹簧（c）预设压力时，油从先导阀芯（b）周围流过侧孔（5） 和通道（6）进入低压油道。 随着上述油流的形成，节流孔（3）前后压力降低；当（1）室的压力乘以 d1的横截面积大于（4）室压力乘以d2的横截面积时，提升阀（a）被推开， 液压油流入低压油道（2）。 2）油口溢流阀的工作原理 A）溢流功能 当油压升高到弹簧B预设压力，阀芯（A）打开，油绕过阀芯（A）流经（C） 侧孔，流到（E）通道。 油流孔经（J）前后形成压力降，使活塞（H）向右移动坐在阀芯（A）顶 端上。 液压油从（1）流经阀芯（A）顶部喉口（K）进入（2）室，然后绕过阀芯 （A）流经（C）侧孔，流到（E）通道。随喉口K前后压力下降，使（1） 室的压力乘以d1截面积 （2）室的压力乘以d2截面积，阀芯G被推开，油 流入低压通道。 B）补偿功能 在工作期间或当意外力作用在机械上时，防止液压油路中产生气穴。 由于油缸的压力通常高于油箱的压力，同时d3d4，固提升阀（F）安稳 不动。 当油缸口压力下降到低于油箱压力，阀芯（F）由于d3和d4的面积差而 打开，液压油从油箱油道流向油缸口，避免了气穴现象的产生。 各阀芯压力设定 主溢流阀及油口溢流阀的故障分析： 故障1：机器的所有功能力量不足 原因：主溢流阀功能失灵，因而不能建立起正常工作压力。 解决方法：检查主溢流阀的压力，然后按规定调节压力或更换新阀。 故障2：一个功能出现动力不足 如：动臂上升或下降 铲斗伸开或收拢 斗杆伸出或缩回 原因：故障油路中的油口溢流阀失灵。 解决方法：检查故障油路中的油口溢流阀的压力，然后按规定调节压力或 更换新阀。 *如果两边（缩回和伸出）功能都没有足够动力，请检查油箱内的滤清器， 可能发现损坏的密封碎片。 故障3：处在中间位置时，动臂、斗杆和铲斗快速向无负荷状态一侧运动， 如动臂下降，铲斗打开等。 原因：油口溢流阀在压力低于规定的压力下打开，使油口溢流阀拖不住油 缸负荷。 解决方法：处在中间位置时，检查油缸的爬行，如果所测值超过规定，要 检查油口溢流阀的压力，进行更换或按规定调整。 负流量控制阀（底部溢流阀或节流单向阀） 功能：发动机启动，或各阀杆处在不同位置时，产生压力作用到每个泵的流量调节器以获得合适的流量。 所有阀杆在中间位置 *当所有的阀杆处在中间位置，左和右泵的油流向底部溢流阀 （副流量控制阀） *P1和P2的油推开活塞流回油箱。 *背压大约有40kg/cm2（560psi） *这个背压控制泵的流量调节器使泵输出最小流量。 负流量控制阀动作说明 负流量控制阀安装在中间旁路的下游 和低压通道之间，其动作如下： （1）当Ｐ口处的压力低于弹簧（621） 的设定水平以下时，提动头（611）处 于图中状态。提动头（611）的压力作 用面积为（ΦB-ΦA），即面积ΦB减 去卸压柱（631）的面积ΦA。 （2）在该状态下，Ｐ口的压力油经小 孔（Ｃ）流出至Ｒ口。因为小孔（Ｃ） 位于过滤网（638）的下游，所以不会 堵塞。 （3） 当Ｐ口处的压力超过弹簧（621） 的设定压力时，提动头（611）开启。 然后，Ｐ口的压力油经提动头（611） 的外部流到低压通道（Ｒ）内。 从Ｐ口流到低压通道 （Ｒ）内的液压 油的流速Q和压力P之间的关系如右图 所示。 控制阀各功能阀柱动作说明 (1)各阀柱在中间位置时: [导向回路] 伺服压力油从ＰＧ口进入，通过小孔（357），然后从导向旁通油道流向卸油口（Ｄr1）。 因此，ＰＸ和ＰＹ处的压力不会增加。 [主回路] 当所有阀柱位于中间位置时，从液压泵（Ｐ１）排出的压力油通过主通道、旁通油 道，经过行走、回转、动臂－2和斗杆－1的阀柱,再通过斗杆－1侧的负向控制小孔，最后 经油箱（Ｒ2）回到液压油箱。 支臂－1侧的负向控制小孔上游的压力（负向控制信号压力）被从ＦL口引向液压泵 （Ｐ1）侧的调节器，从而控制泵的输出流速，使其为最小值。 ?从液压泵（Ｐ2）输出的液压油通过主通道、旁通油道，经过行走、选择、动臂－1、 挖斗和斗杆－2的阀柱，再通过动臂－1侧的负向控制小孔，最后经油箱口回到液压油箱。 ? 动臂－1侧的负向控制小孔上游的压力（负向控制信号压力）被从Ｆr口引向液压泵 （Ｐ2）侧的调节器，从而控制泵的输出流速，使其为最小值。? 当所有九个主阀柱任一个转换以后，旁通油道被切断，负向控制回路中ＦL或Ｆr口的 液压油被关断。 油路走向如下： （1）P1泵 （2）P2泵 （2）行走动作 这里以右行走阀柱动作为例。 [导向回路] 当右行走阀柱转换后，即关闭侧面的旁通油道，ＰY口处的压力升高。 [主回路] 当右行走阀柱的导向口ＸＡtr被加压后，主臂－1侧的旁通油道被关 闭，从Ｐ2泵来的压力油经过Ａtr口流到右行马达。另外，从行走马达 来的回油流过Ｂtr口，然后通过油箱口（Ｒ2）回到液压油箱。 另外，当行走和其他动作一起做复合动作时，请参照直线）斗杆动作 ①斗杆伸出的动作 [导向油路] 斗杆－1阀柱转换后，并关闭侧面旁通油道，使ＰＸ口的压力升高。 [主回路] 在斗杆伸出的动作中，导向压力通过ＸＢa1口和ＸＢa2口进入分别 控制斗杆-1和斗杆-2两阀柱。当压力通过ＸＢa1口进入时，阀柱向图中 的左方转换。从Ｐ1口进入的液压油通过主通道流至旁通油道，然而，由 于斗杆－1阀柱的转换，旁通油道被关闭。因此，液压油从平行回路推开 止回阀（511），并通过Ｕ形通道流入斗杆-1阀柱。然后经斗杆-1阀柱的 外围流到Ｂa1口，输送到斗杆液压缸前头（Ｒ）。 另一方面，经Ｐ2口进入的液压油经主通道流到旁通油道。然而，由 于导向压力进入ＸＢa2口，斗杆－2阀柱发生转换，旁通油道被关闭。因 此，液压油从平行回路推开止回阀, 并通过Ｕ形通道流入斗杆-2阀柱。 然后从斗杆－2阀柱的内部通道汇集到Ｂa1口，输送到斗杆液压缸前头 （Ｒ） 。 综上可知，斗杆在做伸出动作时，P1泵和P2泵是联合向油缸供油的。 而从斗杆液压缸后头（H）的回油，流过Ａa1口，然后由油箱口（Ｒ2） 流回液压油箱。 ②斗杆挖掘的动作 [导向回路] 斗杆－1阀柱向另一方向转换后，即关闭侧面旁通油道，因此，ＰＸ 口处的压力升高。同时，压力油也从ＰaL 口进入并将解除信号传送到斗 杆锁定阀。 [主油路] 在斗杆挖掘动作中，导向压力分别通过ＸＡa1和ＸＡa2口进入斗杆-1 阀柱和斗杆-2阀柱。当压力油从ＸＡa1口进入时，阀柱向下图中的右方转 换。从Ｐ1泵口进入的液压油通过主通道、流至旁通油道，然而，由于斗 杆－1阀柱的转换，旁通油道被关闭。因此，液压油从平行回路推开止回 阀（511），并通过Ｕ形通道流到斗杆-1阀柱。然后经斗杆阀柱的外围流 到Ａa1口，输送到斗杆液压缸的后头（Ｈ）。 另一方面，在斗杆液压缸前头（推杆一侧Ｒ）内的回油因斗杆的自重 而加压并反回到Ｂa1口。回到Ｂa1口的被加压的液压油从斗杆阀柱外部的 孔（a）进入阀柱。仅在轻载的过程中，液压油推开套止回阀并从阀柱孔 （C）反向流经Ｕ形通道，然后汇到Ａa1口。这叫斗杆的回复动作。 当斗杆液压缸后头一侧（Ｈ）的压力升高时，活塞（d）和次级阀柱 （e）被向右方转换，同时套止回阀（f）被其背压关闭。 这样就结束了斗杆的回复动作，从斗杆液压缸推杆一侧（Ｒ）来的回 油从Ｂa1口由斗杆阀柱的外围孔（a）进入阀柱，然后从阀柱的外围孔（b） 流出，最后经油箱口（Ｒ2）回到液压油箱。 同时，从Ｐ2泵进入斗杆-2阀柱的压力油流过和斗杆伸出动作时相似的 内部通道汇到Ａa1 ，共同推动斗杆油缸活塞伸出。 综上可知，斗杆在做挖掘动作时，P1泵和P2泵也是联合向油缸供油的。 （4）动臂动作 ①动臂提升动作 [导向油路] 动臂-1阀柱（303）和主臂-2阀柱（307）同时转换，并关闭其侧面旁通 油道。因此， PX口处的压力升高。 [主回路] 在动臂提升动作过程中，导向压力由ＸＡb口进入并使动臂-1阀柱向下图 中右方移动。从Ｐ2口进入的压力油经主通道流到旁通油道中。然而，由于主 臂-1阀柱的转换使旁通油道关闭。因此，压力油流进平行回路，推开止回阀 （511），然后从Ｕ形通道流到主臂阀柱（303）。当主臂-1阀柱的行程较小时， 液压油由阀柱的外围孔（d）进入阀柱内部，然后经外围孔（e）流出至Ａb1口。当主臂-1阀柱的行程较大时，液压油由阀柱的外围流出至Ａb1口。 同时，导向压力也通过ＸＡb2口进入并使主臂-2阀柱（307）向下图中右方 移动。从Ｐ1口进入的压力油，由于主臂-2阀柱的转换使旁通油道被关闭。因此 ，液压油流进平行回路，推开止回阀, 然后由Ｕ形通道流到主臂-2阀柱。此后 液压油经过主臂-2阀柱的喷嘴，推开止回阀并通过内部通道汇到Ａb1口，被输 送到动臂油缸底部（Ｈ）侧。 综上可知，动臂在做提升动作时，P1泵和P2泵是联合向油缸供油的。 另一方面，从动臂液压缸前头一侧（Ｒ）来的回油由Ｂb1进入后经油箱口 (Ｒ2)回到液压油箱。 ②动臂下降动作 [导向回路] 动臂阀柱（303）转换后即关闭侧面旁通油道，ＰX口的压力升高。 [主回路] 在动臂下降动作中，导向压力仅由ＸＢb口进入，并使动臂-1阀柱 （303）向下图中的左方转换。由Ｐ2口进入的压力油经主通道，流到旁通 油道中。然而，由于动臂阀柱的转换，旁通油道被关闭。因此，压力油流 进平行回路中，推开止回阀并经Ｕ形通道流到主臂-1阀柱（303）中。然后， 压力油经主臂阀柱的外围流到Ｂb1口，被输送到动臂液压缸前头一侧（R）。 另一方面，从动臂液压缸的后头一侧（Ｈ）来的回油经油箱口（Ｒ2） 回到液压油箱。 （5）铲斗动作 ①铲斗的挖掘动作 [导向回路] 铲斗阀柱（304）转换后，并关闭侧面旁通油道，ＰX口的压力升高。 [主回路] 在铲斗的挖掘动作中，导向压力经ＸＡK口进入并使铲斗阀柱向下图 中的左方转换。由Ｐ2口进入的压力油经主油道，流入旁通油道。然而， 由于铲斗阀柱的转换，旁通油道被关闭。因此，压力油流进平行回路， 推开止回阀并从Ｕ形通道流到铲斗阀柱（304）中。然后，压力油经阀柱 的外围流到ＡK1口并被输送到铲斗的液压缸后头一侧（H），将油缸活塞 推出。 另一方面，从铲斗的液压缸前头一侧（Ｒ）来的回油由ＢK1口进入， 绕过阀柱的外围，然后由油箱口（Ｒ2）回到液压油箱。 ②铲斗回复的动作 [导向回路] 铲斗阀柱（304）转换后，并关闭侧面旁通油道，使ＰX口的压力升高。 [主回路] 在铲斗的回复动作中，导向压力经ＸＢK口进入，并使铲斗阀柱向下图 中的右方转换。由Ｐ2口进入的压力油经主油道，流入旁通油道。然而，由 于铲斗阀柱的转换，旁通油道被关闭。因此，压力油流进平行回路，推开 止回阀并由Ｕ形通道流到铲斗阀柱（304）中。然后，压力油经阀柱的外围 流到ＢK1口并被输送到铲斗液压缸的前头一侧（Ｒ）。 另一方面，从挖斗液压缸的后头一侧（Ｈ）来的回油由ＡK1口进入， 绕过阀柱的外围，然后由油箱口（Ｒ2）回到液压油箱。 （6）回转动作 ①独立回转动作 [导向油路] 回转阀柱（305）转换后，并关闭其侧面旁通油道，Px口的压力升高。 [主油路] 在回转动作中，导向压力经ＸＡs（或ＸＢs）口进入并使摆动阀柱 （305）转换。由Ｐ1口进入的压力油流到Ａs（或Ｂs）口并被输送到回 转马达。从回转马达来的回油由Ｂs（或Ａs）口进入，然后由油箱口 （Ｒ2）回到液压油箱。 ②回转动作优先功能 [导向油路] 在导向压力经ＸＡs（或ＸＢs）口进入并使摆动阀柱（305）转换的 同时，导向压力油也从Psp口进入，推动回转优先阀阀柱（395）转换。关 闭平行油路。 [主油路] 由于回转优先阀柱的转换，由P1口进入的压力油全部流到回转一侧， 这使回转动作成为最优先的动作。 控制阀常见故障及解决方法 1。控制阀 2、卸压阀 控制阀各部件维修标准 回转优先阀 3)测量端口卸压阀的压力。 3)端口卸压阀故障。 2)测量主卸压阀的压力。 2)主卸压阀故障。 挖斗、动臂和斗杆不能运行，运行速度慢（力量不足）或反应缓慢。 当控制杆换到提升液压缸状态时，液压缸开始时下落。 当阀柱处于中间位置时，液压缸由于其自重下降过多。 机器不能行走也不能回转，运行速度慢（力量不足或反应缓慢） 4 3 2 1 现象 1) 测量辅助导向压力。 - 更换阀柱或壳体。 - 将阀门拆开，清洁零件。 - 用油石修磨卡住部分。 - 更换弹簧。 - 清除污垢 1) ? 主阀柱故障。 ?- 阀柱和壳体之间的间隙过大。 - 阀柱和壳体之间有污垢。 - 阀柱被卡住。 - 回复弹簧断裂或乏力。 - 导向管路被污垢堵塞。 1）- 将阀门拆开，清洁零件。如果壳体损伤严重，则进行更换。 - 用油石修磨卡住部分。 - 更换弹簧 1）负载止回阀故障。 - 提动头和壳体之间有污垢。 - 提动头被卡住。 - 弹簧断裂或乏力。 3）测量端口卸压阀的压力。 3）端口卸压阀故障。 2）测量辅助导向压力。 - 将阀门拆开，清洁零件。用油 石修磨粘连部分。 - 更换弹簧。 - 清除污垢。 2）阀柱不能回到正确的中间位置。 - 壳体和阀柱之间有污垢或者 壳体和阀柱粘连。 - 弹簧断裂或乏力。 -导向管路被污垢堵塞。 1）更换阀柱或壳体 1）阀柱和壳体之间的间隙过大。 2）清除污垢。 2）导向管路内紧邻控制阀前面 的小孔堵塞。 1）? 测量主卸压阀的压力。 - 将阀门拆开，清洁零件。如果损伤严重，则更换该组件。 - 同上。 - 用油石修磨卡住的部分。 - 更换弹簧。 去除污垢。 - 重新调节并旋紧紧固螺母至规定的力矩。 1） 主卸压阀故障。 ?- 主提动头和基座之间有污垢。 - 提动头和基座之间有污垢。 - 主提动头被卡住。 - 弹簧断裂或乏力。 - 主提动头节流部分堵塞。 - 调节螺钉松动。 解决方法 可能的原因 负向控制不起作用且当控制杆调到空档时流量没有达到最小。 动臂和斗杆会合功能不正常 回转优先功能不起作用。 7 6 5 现象 1）测量低压卸压阀的压力。 ?- 将阀门拆开，清洁零件。如果损伤严重，则更换该组件。 - 更换弹簧。 - 将阀门拆开，清洁零件。清除 污垢。 - 将阀门拆开，清洁零件。更换 过滤件。 1）低压卸压阀故障。 ?- 提动头和基座之间有污垢。 - 弹簧断裂或乏力。 - 提动头内节流部分被堵塞。 ?- 过滤件损坏 1）测量导向压力。 ?- 用油石修磨卡住部分。 - 更换弹簧。 - 更换阀柱或左右壳体。 1）各个会合阀故障。 ?- 阀柱被卡住。 - 弹簧断裂或乏力。 - 左右壳体和阀柱之间的间隙过大。 1）测量导向压力。 ?- 用油石修磨卡住部分。 更换弹簧。 - 更换阀柱或左右壳体。 1）各个会合阀故障。 ?- 阀柱被卡住。 - 弹簧断裂或乏力。 - 左右壳体和阀柱之间的间隙过大。 解决方法 可能的原因 2）锁 紧螺母和调节螺钉已松动。 2）在重新安装之前，检查零件是否有划痕、凹口或异物。 2）零件由于污垢被卡住。 1）更换划伤或磨损的零件。在重新安装之前检查所有零件是否 可以平滑移动。 1）基座被划伤。 O形圈磨损。 漏油。 4 2）调节压力。 1）将阀门拆开，清洁零件 1）由污垢引起的磨损。 卸压压力不正确 3 - 更换被划伤的零件。 - 彻底清洁所有零件。 - 去除表面的划伤。 卸压阀内导向提动头和基座被划伤。 卸压压力不稳定 2 - 检查基座配合部是否有异物。 - 检查零件是否可以自由滑动。 - 彻底清洁所有零件。 卸压阀内主提动头或导向提动头被卡住或保持常开，或者基座内有污垢。 压力根本不升高。 1 解决方法 可能的原因 现象 * 斗杆1 动臂升 回转 左行走 右行走 备用 动臂 铲斗 斗杆2 直行阀 30L/min时:3.2 负向控制卸压阀设定压力(Mpa） 端口卸压阀设定压力(Mpa） 31.9 主卸压阀设定压力(Mpa） -20~90 液温度范围压油(°C) 34.3 最大压力（Mpa） 270（每台泵） 最大流量（L/min） KMX15R 型号 规格 项目 解剖图 解剖图 主控阀装配图-1 主控阀装配图-2 主控阀装配图-3 主控阀液压回路图 液压符号 中间位置 泵油通过中央旁通油道返回油箱 工作位置 回油道关闭 泵向油缸供油 小臂及备用回路 动臂、旋转、铲斗和行走回路 用途 液压符号 截面视图 双方式 单方式 分配器的负荷单向阀的功能： 在操纵手柄开始操纵轻微移动时，防止油缸降低或马达转向无负荷 一侧，以保证安全。 10 左转 270 270 9 右转 回转 8 打开 350 350 7 回收 斗杆 油口溢流阀 325 325 6 主溢流阀 P2 5 打开 4 回收 铲斗 3 下降 350 350 2 上升 动臂 油口溢流阀 325 325 1 主溢流阀 P1 Kg/cm2 Kg/cm2 LG120 LG230 序号 名称 油泵 --当主控阀的一个阀杆处在工作位置时 当机器在挖掘或行走时，所有从泵输出的油 都直接供给驱动器。 所以没有油流向底部溢流阀。 P Q 回油道 回油道 Fr，用于P2泵的最小流量控制 FL，用于P1泵的最小流量控制 * *
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